Текст уведомления здесь

Капли воды взрываются графитом, чтобы тушить пожары

Ученые Томского политехнического университета предложили тушить лесные пожары с помощью взрывов капель воды. Взрываться должны будут капли с включениями графита. По словам ученых, этот метод сэкономит воду.
Добавить в закладки
Комментарии

Лесные пожары тушат так: над горящим лесом летит самолет и сбрасывает воду на пожар. При этом крупные капли, из которых и состоит поток воды, падающий с самолета, не успевают преобразовать тепловую энергию пламени в пар. Почти вся вода — 90% — просто уходит в почву без всякого эффекта. Улучшить результат можно, если вода будет состоять из более мелких капель — тогда поверхность испарения увеличится и пар будет образовываться быстрее. Но мелкие капли уносит потоком нагретого воздуха, так что они просто не долетают до огня.

Ученые ТПУ предложили добавить в капли твердые частицы. Вода обволакивает твердую частицу в капле, а при нагревании происходит мгновенное закипание и взрыв капли. «В небольшой неоднородной капле на границе между жидкостью и твердой частицей при высокотемпературном нагреве происходит молниеносное парообразование, которое провоцирует маленький взрыв. Образуются десятки более мелких капелек, увеличивается площадь поверхности испарения, а значит, больше тепловой энергии пламени преобразуется в пар. Снижается время тушения пожара и объем использованной воды», — поясняет Максим Пискунов, один из участников исследовательской группы.

Ученые провели эксперимент в муфельной печи. Они добавили в капли частицы графита размером от 1 до 3 мм, которые занимали 50—70% объема капли. Оказалось, что при нагреве от 500 до 900 градусов Цельсия, (что соответствует типичным очагам горения) минерал за счет большей теплопроводности, чем у воды, прогревается быстрее. На границе между частицей и водой мгновенно образуется пар, и капля взрывается, образуя группу мелких капелек.

При этом площадь поверхности воды увеличивается в 3—15 раз, а значит, увеличивается и поверхность испарения. По словам ученых, это позволит снизить время тушения пожара и необходимый объем жидкости минимум на треть по сравнению с использованием воды без примесей.

Сейчас ученые продолжают исследования, чтобы узнать, как на поведение капли влияют состав, форма и размер включений. В планах ученых проверить известняк — по их словам, он так же перспективен.

Результаты экспериментов опубликованы в журнале International Journal of Thermal Sciences.

Ранее в Томске придумали, как находить пожар по звуку. Читайте об этом на «Чердаке»

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Авиалайнер МС-21 впервые испытали с российскими двигателями

Сотрудники Центрального аэрогидродинамического института провели очередные испытания модели нового отечественного ближне- и среднемагистрального самолета МС-21-300. В этот раз в компоновке с двигателями ПД-14.
Добавить в закладки
Комментарии

Ранее новый отечественный самолет испытывали только с импортными двигателями американской компании Pratt & Whitney PW1400G.

Испытания велись в так называемой трансзвуковой трубе ЦАГИ — она имитирует полеты на околозвуковой скорости, предельной для дозвукового МС-21. Среди прочего моделировались и режимы взлета и посадки авиалайнера, — говорится в сообщении пресс-службы института.

В ходе испытаний удалось подтвердить, что аэродинамическое качество самолета остается высоким и с российским двигателем ПД-14. Это важно, поскольку первичное проектирование МС-21 осуществлялось под импортный двигатель Pratt & Whitney PW1400G. Специфика современного западного авиарынка такова, что самолеты проходят сертификацию, только если у них есть сильное международное лобби, которое производитель ПД-14 обеспечить не может, а Pratt & Whitney — может. В силу этих причин любые экспортные поставки МС-21, если таковые состоятся, будут идти с импортным двигателем, а на внутрироссийские линии он пойдет с ПД-14.

В то же время это не значит, что ПД-14 хуже зарубежных аналогов — скорее, наоборот. Если верить данным разработчиков, расход топлива на нем будет на 10 процентов ниже, чем у аналогичных по габаритам и массе западных двигателей. На сегодня неясно, на каком именно рынке МС-21 будет пользоваться наибольшим спросом, поэтому нельзя сказать, какой двигатель — импортный или отечественный — будет более востребован. [ ... ]

Читать полностью

Физики разработали лазер для изучения атмосферы и медицины

Новый твердотельный лазер, созданный российскими и итальянскими учеными, работает в среднем инфракрасном диапазоне и может найти широкое применение для анализа состава газов и лазерной хирургии.
Добавить в закладки
Комментарии

Работающий в среднем инфракрасном диапазоне лазер поможет в зондировании атмосферы и лазерной хирургии.

«В настоящее время разрабатываются новые лазерные источники среднего ИК-диапазона», — рассказал один из авторов исследования Владимир Лазарев пресс-службе РНФ. Они могут найти широкое применение в создании лидаров для мониторинга атмосферы на наличие вредных примесей, газоанализаторов для детектирования взрывчатых веществ, диагностики утечек природного газа и нефти из трубопроводов, а также для лазерной хирургии и медицинской диагностики.

При этом, по словам ученого, газовые ИК-лазеры слишком громоздки и токсичны, углекислотные не позволяют получить нужную длину волны, а «отечественная технология для разработки квантово-каскадных лазеров еще далека от совершенства». Поэтому разработчики обратили внимание на возможности твердотельных лазеров.

Эффективность и надежность работы твердотельных лазеров зависит от свойств рабочего тела — кристалла. К одним из самых перспективных таких материалов относят полупроводниковые кристаллы селенида кадмия. Такой инструмент, способный менять длину волны излучения в пределах среднего ИК-диапазона, и создали ученые МГТУ и их коллеги из Миланского политехнического института. [ ... ]

Читать полностью

Российские ученые создали новый способ получения топлива из пармезана и хамона

Ученые опробовали новый метод переработки пищевых отходов – гидротермальное сжижение. Из мяса, сыра и яблок они получили основу для биотоплива и изучили ее состав.
Добавить в закладки
Комментарии

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, сегодня выбрасывается около трети произведенных пищевых продуктов, что составляет около 1,3 миллиарда тонн в год. Даже без учета этических сложностей это составляет огромную проблему, ведь всю данную биомассу необходимо безопасно утилизировать. Одним из самых перспективных вариантов такой утилизации считается переработка в биотопливо. К сожалению, существующие процессы производства биотоплива не слишком эффективны при работе с пищевыми отходами и оставляют массу ценных ресурсов.

Команда ученых под руководством профессора Сколтеха, члена-корреспондента РАН Евгения Николаева исследовала возможности сравнительно нового метода гидротермального сжижения — обработки измельченного материала водой при высокой температуре и давлении. Несколько упрощая, можно сказать, что такая технология позволяет воспроизводить процессы, происходящие с органикой в недрах Земли, в ходе которых она превращается в нефть и газ, — только не за десятки миллионов лет, а за несколько часов.

Ученые проводили гидротермальное сжижение обычных пищевых продуктов — мяса (ветчины), сыра (пармезана) и фруктов (яблок). Продукты переработки мяса и сыра дали водорастворимую фракцию и водонерастворимое масло, а яблоки — только водорастворимую фракцию. Их молекулярный состав анализировался с помощью масс-спектрографа. Он оказался крайне разнообразен и по химическому профилю ближе не к собственно нефти, а к продуктам пиролиза сырой древесины — дегтю.

По словам авторов работы, новые данные позволят усовершенствовать методы переработки отходов для получения биотоплива. [ ... ]

Читать полностью